哈茨木霉β-葡聚糖酶诱导、纯化及对黄瓜幼苗的促生防病作用

在实验室条件下分别以β-葡聚糖、麦麸和黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)细胞壁作为唯一碳源诱导哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)Th-30发酵产生β-葡聚糖酶,采用硫酸铵盐析和琼脂糖凝胶色谱柱层析法对β-葡聚糖酶进行分离纯化,以津研4号黄瓜为试验材料,探究β-葡聚糖酶对黄瓜幼苗抗性生理指标、形态指标的影响及黄瓜常见土传病害的防控作用。结果表明:不同诱导条件下木霉Th-30发酵产β-葡聚糖酶活性差异显著,经β-葡聚糖诱导发酵的粗酶液酶活性最高,发酵72 h时达75.63 U·mL^(-1);纯化的β-葡聚糖酶比活力为783.56 U·mg^(-1),是粗酶液的45.32倍;5倍液和10倍液β-葡聚糖酶可显著提高黄瓜幼苗的根系活力、游离脯氨酸含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性以及根冠比和壮苗指数;β-葡聚糖酶10倍液处理对黄瓜立枯病、黄瓜枯萎病、黄瓜疫病、黄瓜猝倒病、黄瓜菌核病的防效为50.36%~80.63%。

香蕉抗枯萎病株系内生菌的分离鉴定及抑菌促生效果

【目的】筛选和鉴定从威廉斯香蕉抗枯萎病株系根、球茎及假茎分离得到的可抑制香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)内生菌,研究其抑菌促生效果。【方法】通过16S rRNA基因序列测定和生理生化试验,对香蕉抗枯萎病株系内生菌进行种类鉴定和系统发育分析;通过平板对峙试验检测各菌株的抑菌能力,探究拮抗菌分泌抑菌相关活性物质的种类;采用盆栽试验对香蕉抗枯萎病株系内生菌进行生防功能和促生功能的分析,筛选出生防性能优良且兼具促生效果的内生菌,并在大田试验中验证。【结果】分离获得13株代表菌株,其中8株对枯萎病1号生理小种(Foc 1)具有抑菌活性,7株对枯萎病4号生理小种(Foc 4)具有抑菌活性;综合盆栽试验和大田试验中代表菌株的防治效果及促生能力,筛选出贝莱斯芽孢杆菌XG1028、变栖克雷伯氏菌XQJ0301和暹罗芽孢杆菌XG0103共3株具备高抑菌活性以及促生能力的生防菌株。【结论】本研究筛选出的3株菌株丰富了抗香蕉枯萎病微生物种质资源,为防治香蕉枯萎病寻找安全、环保的新型生物防治剂提供参考。

假单胞菌的微生态调节作用

假单胞菌能够抑制植物病原微生物的生长 ,对改善植物营养、促进植物生长具有很好的作用 ,同时假单胞菌还能够对土壤中的有毒物质进行降解 。

假单胞菌的生物防治作用研究

假单胞菌能产生多种抗生素 ,改善植物营养 ,促进植物生长 ,且能降解土壤中有毒物质 ,对植物促生长防病作用显著。部分假单胞菌株具有杀虫功能 。

36株生防菌对辣椒疫病等4种病原真菌的拮抗作用研究

采用拮抗菌发酵液、皿内竞争及紫外线照射菌株代谢产物等方法,研究了36株生防菌对辣椒疫病、西瓜枯萎病、棉花枯萎病及黄瓜枯萎病4种病原真菌的拮抗作用。结果表明:(1)4种病原真菌在含有不同拮抗菌发酵液的平板上生长时,均受到不同程度的抑制,说明供试拮抗菌对4种病原真菌具有拮抗作用。36株供试拮抗菌对辣椒疫霉、西瓜枯萎菌、黄瓜枯萎菌和棉花枯萎菌有抑制效果的菌株数分别为30(占83.3%),27(占75%),24(占66.7%)和26(占72.2%)株。(2)36株供试拮抗菌中,与辣椒疫霉、黄瓜枯萎菌、棉花枯萎菌及西瓜枯萎菌具有竞争抑制作用的拮抗菌分别有19(52.7%),10(27.8%),6(16.8%)和11(30.6%)株。(3)菌株95W06,64G12,87W14,63G06,03GY022,31-4G02,28G14及10G27对辣椒疫霉菌具有抑制作用,其代谢产物经紫外线照射后,均失去对辣椒疫霉的抑制作用,表明此8株拮抗菌的代谢产物活性成分不稳定。(4)利用拮抗菌与病原菌的竞争抑制试验,可以从大量拮抗性菌株中快速筛选出有实际防效的生防菌。

PGPR菌剂对油菜的促生作用和菌核病防治效果

用两种PGPR菌剂不同接种剂型处理油菜,通过油菜不同生育期的农艺性状、经济性状、理论产量和菌核病枯杆率的考察,研究PGPR菌剂的促生作用和生物防治效果。结果表明,油菜PGPR菌剂具有明显的促生作用,能显著改善油菜的农艺性状,尤其能明显增加油菜的单株有效角果数,从而提高油菜产量;油菜PGPR菌剂具有明显的生防效果,能降低油菜菌核病的发病率;不同剂型间在效果上有一定差异,种子丸衣剂型及YUMI复合液体菌剂的生防促生效果最好,YUMI液体菌剂其次。

胡瓜钝绥螨对比哈小爪螨捕食作用的研究

研究了天敌捕食螨—胡瓜钝绥螨雌螨(Neoseiulus cucumeris)在不同温度条件下对枇杷上的害螨—比哈小爪螨(Oligonychus biharen)的若螨、雌螨、雄螨的功能反应和胡瓜钝绥螨以比哈小爪螨雌螨为猎物对自身密度的功能反应(干扰反应)。结果表明,在14～33℃胡瓜钝绥螨雌螨均能捕食比哈小爪螨若螨,日最大捕食量为3～6只;14～26℃随着温度上升,胡瓜钝绥螨雌螨对比哈小爪螨的捕食能力逐渐增强,(25±1)℃达最高值(a'/Th=9.3785),30℃后捕食能力逐渐减弱;(25±1)℃条件下胡瓜钝绥螨雌螨对比哈小爪螨雌螨的瞬时猎物发现率(a')>对比哈小爪螨雄螨>对比哈小爪螨若螨,对比哈小爪螨的控制能力依次是对若螨>雄螨>雌螨;干扰反应的研究表明,14～33℃,胡瓜钝绥螨雌螨对比哈小爪螨雌螨的捕食量随着自身密度的增加而下降呈直线相关关系。

生防解淀粉芽孢杆菌Bs-18 TnYLB-1突变体文库的构建

解淀粉芽孢杆菌Bs-18是一株对黄瓜白粉病具有显著防效的生防菌株,为深入研究此菌株的生防作用机理,本研究应用电击法构建了携带转座子Tn YLB-1的穿梭质粒p Mar A转化Bs-18的突变体文库。通过对转座温度和转座时间的筛选,筛选出50℃高温诱导16 h可获得最大转座成功率,并对突变体进行了PCR验证。Bs-18突变体文库的构建为研究其生防功能基因并深入揭示其生防作用机制奠定了基础。

蘑菇培养料废料拮抗菌分离及对棉花苗期枯萎病防病效果的研究

[目的]验证从蘑菇培养料中分离筛选出的10个生防真菌在棉花生产上应用的可能性。[方法]从棉花枯萎病病株和病田土壤中分离出供试菌株，对其进行分类鉴定，制成生防菌制剂并通过温室盆栽防病试验和大田防病试验研究其防病效果。[结果]在供试菌株中TH和TP的抑菌效果最好，其R值分别为0．3827和0．3980。TV和T105的R值分别为0．4151和0．4127。TK、T1-1和L1-2的R值在0．4827～0．5927。棉籽壳和PD液培养生防菌的棉花出苗率分别为98．0％和89．0％，防病效果分别为90．6％和87．2％，棉苗茎粗分别为4．8和4．6mm；CK1和CK2的棉花出苗率分别为82．5％和78．5％，棉苗茎粗均为3．5mm。在田间防病试验中菌剂处理的防病效果为70．0％，平均每株棉铃数增加13个，产量提高49．1％。[结论]生防作用显著的7个菌株是TH、TP、TV、T1-5、TK、T1-1和T2-2，其生防菌剂能降低棉花枯萎病的发病率。

8株木霉菌对橡胶树红根病的拮抗作用

木霉菌具有抑制植物病原真菌生长的能力,因而成为开发土传根部病害生防菌的首选之一。利用对峙培养法,测定8个木霉菌菌株对3个橡胶树红根病病原真菌的体外拮抗作用,并对筛选出来的木霉菌进行相互间的对峙培养分析。结果表明:有6个木霉菌对3个红根病病原菌具有显著拮抗效果;所选出的6个木霉菌之间尽管多数可以共存,但存在空间和营养竞争,尤其是棘孢木霉,很容易被其它木霉菌抑制和侵占,因此,在今后使用时不适宜混配。该实验结果可为进一步筛选和利用生防菌防治橡胶树根部病害提供理论依据。

两株银杏内生拮抗细菌菌株的鉴定及生防功能基因研究

从表面消毒的银杏叶片中获得两株具有广谱拮抗活性的内生细菌菌株Zy25和Hy7;应用绿色荧光蛋白GFP基因标记该拮抗菌株,培养的菌液摩擦接种银杏叶片,分离结果表明两个菌株可在银杏叶片内稳定定殖;通过形态观察、生理生化指标测定及16S rDNA和DNA gyrase B subunit(gyrB)基因序列同源性分析,鉴定两个菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);利用特异引物对菌株的生防功能基因进行扩增,结果表明:bmyB、fenD、ituC、srfAA、srfAB、bioA、yngG和yndJ基因簇的片段在两个菌株中均存在,表明生防菌株Zy25和Hy7可能具有合成脂肽类物质的能力。

中国有机液肥的应用现状及发展趋势

有机液肥含有丰富的营养物质和有益微生物,集“肥效、药效”于一体,对作物生长、果实品质形成等具有积极作用,是一种重要的有机肥料,在中国农业生产中被广泛应用。有机液肥具有流动性和生物活性等特点,其运输和储存等方面存在一定局限,使有机液肥的应用受到影响。本文对有机液肥的功效、种类和制备、使用方法及效果等方面进行详述,针对在农业生产中的应用优势与不足提出相关建议。旨在为推进有机液肥在现代农业生产中应用提供思路。

异色瓢虫对柴胡明蚜的捕食作用

为了明确异色瓢虫Harmonia axyridis Pallas对柴胡明蚜Hyadaphis bupleuri Börner的捕食作用及防治潜力。本文在室内测定了异色瓢虫4龄幼虫和雌、雄成虫对柴胡明蚜的捕食功能反应、寻找效应和自身密度干扰反应。研究结果表明,异色瓢虫4龄幼虫及雌、雄成虫的功能反应均属HollingⅡ型,其中雌、雄成虫的捕食能力(a/T_(h))较强,分别为222.7和199.3,捕食上限(1/T_(h))最大,分别为190头/d和182头/d。异色瓢虫对柴胡明蚜的捕食量与猎物密度呈正相关,但寻找效应与猎物密度呈负相关。异色瓢虫自身密度对其捕食作用的干扰效果明显,天敌密度与其对柴胡明蚜的捕食量呈负相关,反应符合Watt模型。异色瓢虫对柴胡明蚜有较强的生物防治潜能。

防御性被捕食者可利用量的波动可调节六斑月瓢虫的功能反应曲线(英文)

【目的】本研究评价了在被捕食者波动条件下,在花生蚜Aphis craccivora Koch和萝卜蚜Lipaphis erysimi(Kaltenbach)上六斑月瓢虫Menochilus sexmaculatus(Fabricius)4龄幼虫的功能反应。萝卜蚜是一种含烯丙基异硫氰酸酯的防御性被捕食者。我们推测,在试验的被捕食者条件下,在最适量被捕食者或丰富的被捕食者条件下饲养的幼虫比在缺乏被捕食者条件下饲养的幼虫表现出更好的功能反应。而在萝卜蚜上六斑月瓢虫的功能反应曲线的斜率比在花生蚜上要低。【方法】将六斑月瓢虫4龄幼虫从饲养条件(缺乏被捕食者/最适乏被捕食者/丰富的被捕食者)突然转移到不同的试验条件(极为缺乏被捕食者/缺乏被捕食者/次适量被捕食者/最适量被捕食者/丰富的被捕食者)下,外推出其功能曲线。【结果】尽管被捕食资源发生了改变,但是六斑月瓢虫4龄幼虫在花生蚜上表现出Ⅱ型反应,而在萝卜蚜上表现出改变的Ⅱ型反应。此外,在5个试验条件下,不管是哪种被捕食者,在最适量被捕食者/丰富的被捕食者条件下饲养的4龄幼虫均表现出正常的捕食率。但是在缺乏被捕食者条件下饲养的4龄幼虫突然转变到最适量/丰富的被捕食者实验条件下时,它们通过取食比平时更多的被捕食者的生物量来补偿食物的短缺。不过,它们在丰富的被捕食者条件下的取食量最高,在极为缺乏被捕食者的试验条件下的取食量最低。而且,在花生蚜上记录到较高的攻击率和较低的猎物处理时间。【结论】结果说明,萝卜蚜可利用量的波动可改变六斑月瓢虫幼虫的功能反应。然而,对于六斑月瓢虫而言,花生蚜比萝卜蚜是更为合适的被捕食者。

褐飞虱体内共生菌多样性研究进展

褐飞虱体内存在大量的共生菌,这些共生菌不但具有种类多样性,同时在对寄主的功能上也存在多样性。目前利用分子生物学手段以及高通量测序技术鉴定得到的测序丰度大于0.1%的共生真菌和共生细菌种类分属19和53个不同的属。由于技术的局限性和共生菌难以离体培养的特性,仍有相当部分共生菌分类地位尚未明确。共生菌在褐飞虱的生长、发育、繁殖、营养代谢、抗性变异以及免疫功能等生命活动中起着至关重要的作用,种类丰富的共生菌发挥着不同的功能。共生真菌主要参与固醇类物质和必需氨基酸的合成,而共生细菌则主要参与维生素的合成。共生菌在褐飞虱致害性变异、抗药性发展以及对宿主的繁殖等方面也都产生了重要的影响,但是具体的分子机制尚未明确。本文针对褐飞虱体内共生菌多样性研究概况进行综述,并对今后的研究侧重点提出了建议,后续研究可以聚焦于:(1)共生菌种类的鉴定;(2)特定、单一种类共生菌的功能;(3)共生菌在褐飞虱体内各组织间的扩散途径、扩散种类和调控机制;(4)以共生菌为靶标进行褐飞虱的防治等。

不同绿肥防控烟草青枯病的机理

针对烟草青枯病[病原青枯菌(Ralstonia solanacearum)]对烟叶生产造成的危害,探索不同种类绿肥翻压对土壤青枯菌和微生物群落的影响,为生物防控烟草土传病害提供新的手段和方法。以适合西南烟区种植的15种绿肥为材料,利用盆栽生物模拟,筛选并验证能够抑制土壤中青枯菌数量的绿肥种类,采取超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)、荧光定量PCR以及微生物高通量测序等技术,鉴定、分析绿肥根系分泌物主要物质种类和含量,并开展田间试验验证防控效果。结果表明:1)随着绿肥种植时间增加,土壤中青枯菌数量总体呈下降趋势,绿豆(Vigna radi)根系分泌物对青枯菌的抑制效果最明显,抑菌率达69.05%。2)二月兰(Orychophragmus violaceus)根系分泌物中的氨基酸总量最高,油菜(Brassica campestris)最低,绿豆的酪氨酸含量最高,比最低含量(油菜)高54.74%,二月兰的谷氨酸和丙氨酸含量明显高于其他绿肥,毛叶苕子(Vicia villosa)的丝氨酸含量比绿豆高33.19%。3)田间施用绿肥后,绿豆处理的青枯病防控率高达55.61%。4)对照(灭菌自来水接种劳尔氏菌)的根际土壤青枯菌相对丰度明显高于种植绿肥的土壤,分别是油菜、毛叶苕子、绿豆、二月兰的4.35、4.14、2.90和2.29倍,绿豆处理土壤中的α-变形菌属(Alphaproteobacteria)、粘细菌属(Haliangium)和克雷伯氏菌属(Klebsiella)相对丰度高于其他处理。5)绿肥处理的土壤在氨基酸代谢、转录代谢、复制和修复代谢等功能潜力上有所增强。研究表明,绿肥根系分泌物极大地影响吧土传病原菌数量,绿肥施用后土壤微生物群落结构和功能潜力发生变化,绿豆适宜生物防控青枯病,这为烟草青枯病的绿色防控提供了新的途径和方法。

一株具有促生作用的生防细菌YN-2A的分离、鉴定及全基因组测序分析

【背景】根际土壤中分布着丰富的微生物类群,其中不少微生物具有拮抗病原菌的能力,以此保护植株免受病害侵袭。【目的】分离并鉴定出一株具有促生作用的生防细菌,从基因组学与生物信息学角度探究生防菌的抑菌机制。【方法】采用平板稀释涂布法筛选出具有拮抗黄瓜炭疽病作用的细菌。通过16S rRNA基因和基因组序列比对来确定生防细菌的生物学分类。以500倍生防菌稀释液(5×10^(8) CFU/mL)为材料,测定其对番茄种子、幼苗的促生效果。通过平板对峙试验测定生防细菌的广谱抑菌性。利用三代(PacBio、Nanopore)结合二代测序技术解析菌株的基因组信息、基因功能注释等。【结果】从鹅掌柴根际土壤分离出一株生防细菌YN-2A,结合16S rRNA基因与核酸序列数据库(nucleotide sequence database,NT)比对结果,鉴定出菌株YN-2A为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。菌株YN-2A是一株好氧型的革兰氏阳性菌,具有产生生物膜的能力。菌株YN-2A的500倍稀释液(5×10^(8) CFU/mL)能够有效促进番茄种子发芽率和幼苗的生长,同时提高叶片的叶绿素荧光参数。在72、96和120 h的发芽率分别比CK组提高1.45倍、1.42倍和1.09倍;在幼苗形态指标上,株高提升5.90 cm。光化学猝灭指数(photochemical quenching,qP)在荧光参数中提升最为显著,处理后番茄叶片qP指数同CK组相比提高1.27倍。平板对峙试验中菌株YN-2A能够拮抗多种真菌病原。全基因组测序结果表明,菌株YN-2A全基因组长度为4046066 bp,G+C含量为46%,包含4090个编码基因。将全基因组测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为CP139086。基本功能注释中大部分基因注释到氨基酸与碳水化合物代谢途径。另外,在病原与宿主互作(pathogen host interactions,PHI)数据库中毒力降低(reduced virulence)分类涉及基因数量高达905个,并有69个基因注释到病原菌失去致病力(loss of pathogenicity)分类。初步推断生防细菌YN-2A因其含有大量抗病、降低毒力的基因来发挥抑菌作用。【结论】分离并鉴定出一株贝莱斯芽孢杆菌(B.velezensis)YN-2A,该菌株对番茄的种子和幼苗具有良好的促生效果,同时该菌株具备广谱抑菌性。通过测序技术,获得了菌株YN-2A的全基因组信息,为深入挖掘菌株YN-2A的抑菌机制提供参考信息。

绿色木霉组蛋白去乙酰化酶编码基因TvRpd3在木霉生物防治作用中的功能分析

【目的】本文借助基因编辑技术在具有生物防治潜力的绿色木霉(Trichoderma viride)中敲除组蛋白去乙酰化酶编码基因TvRpd3,来研究TvRpd3基因及其编码蛋白在提高木霉病原菌拮抗能力中的作用。【方法】利用融合PCR和同源重组策略构建了TvRpd3基因缺失的突变菌株,通过对峙培养、表型观察、免疫组化检测、代谢组学分析等系统比较TvRpd3基因敲除前后菌株的组蛋白乙酰化修饰水平、次级代谢产物合成、病原菌拮抗能力以及田间防治效果等。【结果】与野生型菌株相比,缺失TvRpd3基因的木霉工程菌(ΔTvRpd3)对多种病原菌表现出了更强的对峙抑制效果,其所产的发酵液对小麦白粉病、烟草黑胫病和番茄枯萎病的防治效果分别提高了62.27%、57.45%和70.71%。同时,敲除TvRpd3基因也显著改变了木霉工程菌所产次级代谢产物的种类和产量,抗生性物质的产量大幅提高。【结论】绿色木霉TvRpd3基因及其介导的组蛋白乙酰化修饰在提高绿色木霉生物防治中起着重要作用。

植物内生菌群落组成及其功能研究进展

植物内生菌是栖居在植物组织内部、以宿主植物代谢物为营养物质的一类微生物。植物内生菌种类丰富,并通过不同的方式定殖在植物体内,与宿主植物互利共生。植物内生菌促进植物的生长发育,通过增强营养物质吸收、与病原菌竞争生态位、在代谢过程中产生抗菌物质以及诱导宿主植物产生抗性等机制,提高宿主植物的抗逆性,并且其群落的组成因生态环境、寄主植物不同部位、生长周期的不同发育阶段而显著不同。人们利用传统组织分离法、高通量测序法以及人工重组生物群落等研究方法对植物与内生菌相互作用进行了深入的研究。本文对植物内生菌群落的组成、内生菌对宿主植物影响的功能研究以及人工内生菌群的构建进行重点阐述,以期为植物内生菌的开发和利用奠定坚实基础。

褐飞虱内共生菌研究进展

褐飞虱Nilaparvata lugens是我国及东南亚地区水稻上的主要害虫,其体内存在的大量共生菌是褐飞虱生物防治中尚未开发的一类重要微生物资源。褐飞虱内共生菌种类丰富多样,目前研究主要集中于其初级共生真菌——类酵母共生菌(yeast-like symbiotes,YLS)和2类次级共生细菌——沃尔巴克氏体Wolbachia和杀雄菌Arsenophonus。早期关于褐飞虱内共生菌的分离及种类鉴定主要采用体外离体培养、克隆文库构建以及PCR-变性梯度凝胶电泳等传统技术。近年来,宏基因组和高通量测序技术的应用极大拓展了褐飞虱内共生菌种类多样性研究的深度。内共生菌不仅参与褐飞虱的营养代谢,为宿主提供氨基酸、维生素和甾醇等必需营养物质以满足宿主正常的生长发育和繁殖,同时还可以介导宿主的致害性变异、抗药性产生和病原物防御等生理过程。鉴于内共生菌在褐飞虱生长发育及环境适应过程中的重要作用,利用内共生菌对褐飞虱进行生物防控已成为目前研究的一大热点,并展现出良好的应用前景。该文对褐飞虱内共生菌的主要种类及其生物学特性进行介绍,对其分离鉴定技术和多样性分析技术进行总结,并对褐飞虱内共生菌的生物学功能进行系统综述,最后对内共生菌在褐飞虱生物防治过程中的应用潜能及存在问题进行探讨,并对今后褐飞虱内共生菌相关研究进行展望。